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用于疾病领域的斑马鱼

2022-05-27 18:30:17 2010

斑马鱼和青鳉鱼是在冉冉这个模范生物界升起的新星。尤其是斑马鱼。与哺乳动物相比,这种水生生物的出现完全无关紧要。为什么越来越多的用在疾病领域?

研究表明,斑马鱼与人类基因组的同源性在70%以上。斑马鱼的基因组与人类疾病相关基因相似度高达80%。与人类相比,斑马鱼的生理功能非常保守(有时比啮齿类动物更保守),比如心脏电生理。

另外,斑马鱼和人类一样,会自然癌变,大部分癌基因和抑癌基因在进化上是保守的。由于斑马鱼的相对透明性,可以用来鉴别癌变和肿瘤进展。与哺乳动物不同,斑马鱼胚胎在外部发育。斑马鱼的繁殖能力也远远优于哺乳动物。性成熟的雌性斑马鱼平均1-2天每条鱼能产几十到几百个卵。

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1.斑马鱼有多适合人类药物研究?[1]

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2.不同模式生物之间的比较[2]

体外给药

细胞实验

细胞的孵育和给药与哺乳动物细胞基本相同,只是培养温度不同(鱼类细胞一般为28)。这里就不赘述了。大家都是老手。

胚胎实验

研究表明,斑马鱼胚胎和仔鱼对DMSO、DMF、乙醇、丙酮等的耐受性为0.5-2.5%(孵育时间为24小时)。以DMSO为例。一般在细胞实验中不超过0.1%,而斑马鱼胚胎和仔鱼通常暴露在高达1%的DMSO中。在斑马鱼毒性实验中,胚胎对2.5% DMSO有很好的耐受性。友情提醒,在大多数胚胎孵化中,最终DMSO浓度仍控制在0.1%以下。不要轻易在危险边缘试探!

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3.斑马鱼对常见有机溶剂的耐受性[3]

体内给药

腹腔注射

先用麻醉剂(如三卡因100-120 mg/mL)将鱼麻醉30-60s(直到只能看到鳃在动为止,不要用太久,超过20-30s可能会导致斑马鱼死亡),用微量进样器注入约5-10 L。2016年,在Dis Model Mech杂志上发表的一项研究中,给斑马鱼口服,DMSO浓度达到10%。

药浴

在特非那定诱导斑马鱼QTc延长的实验中,DMSO的终浓度达到1%,孵育时间为10分钟。

青鳉个体小,繁殖快,近亲繁殖品系多,突变体多,基因组序列全。与大多数鱼类不同,青鳉具有二倍体染色体结构,是唯一具有雄性性别决定基因和雌性性别决定基因的脊椎动物。多种干细胞系的建立为研究基因功能所需的细胞生物学研究提供了良好的平台。ZFN和TALENs,尤其是CRISP Cas9技术,已经在medaka成功应用。越来越多的学者将青鳉作为模式物种来研究生殖细胞发育的功能。

参考文献

1.斑马鱼参考基因组序列及其与人类基因组的关系。大自然。2013年4月25日;496(7446):498-503.

2.卡伦麦克雷和兰德尔T彼得森。斑马鱼作为药物发现的工具。国家反毒品局。2015年十月;14(10):721-31.

3.许聪-9-斑马鱼作为人类疾病的模型。鱼类生理学2010年第29卷,第345-365页。

4.纳米药物传递系统的功能和毒理学筛选的斑马鱼模型:促进临床前应用。Biosci报告2017年6月8日;BSR20170199。

5.Jan Maes,Alexander D Crawford,等。斑马鱼胚胎和幼体中筛选应用的14种有机溶剂和载体的评估。公共科学图书馆一号。2012;7(10):e43850。

6.Adam Stewart,Allan V. Kalueff,等,《成年斑马鱼腹膜内注射作为精神药物给药的方法》。神经方法。2011.

7.吉里什哈里乔德里,等。用于评估药物诱导的间期延长的成年斑马鱼心电图方法的优化。药理学毒理学方法。2013年3月至四月;67(2):115-20.

8.硬骨鱼青鳉的基因组和遗传工具箱。遗传学。2015年四月;199(4):905-18.

9.Y Wakamatsu,K Ozato等。从小型实验室鱼类青鳉的胚胎细胞获得的可育和二倍体细胞核移植物。美国国家科学院学报2001年一月30日;98(3):1071-6

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